那些轻的像烟一样的材料,可以用来做啥？

1、那些轻的像烟一样的材料，可以用来做啥？从最巨大的轮船、飞机到最微小的纳米机器人，从最坚硬到最柔软的材料人类一直在努力创造着、打破着各种世界之最。这不，2013年，“世界上最轻的材料”这一纪录被我国科学家打破后，2015年，我国再次刷新纪录，制造出0.12毫克每立方厘米的最轻材料。那么，这些超轻的材料有什么作用呢？凝固的烟这种世界上最轻的材料叫气凝胶。气凝胶其实并不是最近才有，早在1931年，人们就用二氧化硅制造出了它。气凝胶的内部有很多孔隙，孔隙里面充满空气，所以非常轻。为了形容它的轻，人们还给它取了一个外号凝固的烟。图为气凝胶2011年，美国科学家以镍材料做出的气凝胶，成为了当时世界上最轻的

2、材料。在真空中，1立方厘米的这种气凝胶只有0.9毫克重，比空气还要轻。把这种用镍做成的气凝胶放在蒲公英上，柔软的绒毛几乎没有变形。然而，作为世界上最轻的材料，它的纪录还没保持多久，就被打破了。2012年，英国和德国的几位科学家研制出了全球最轻的气凝胶，他们还给这种气凝胶取了一个非常酷的名字，叫作“飞行石墨”。1立方厘米的“飞行石墨”只有0.18毫克重，虽然它看起来像一块黑色不透明的海绵，但海绵可比它重多了，在体积上，“飞行石墨”几乎是由99.99%的空气构成的。“飞行石墨”这种气凝胶还不沾水。超轻“碳海绵”科技发展日新月异，在世界最轻材料的排行榜里，“飞行石墨”坐在第一名的位置上，结果它屁股还

3、没坐热，就被另一种新型的气凝胶给挤了下来。2013年3月，我国浙江大学的一个研究小组，利用碳纳米管和石墨烯制备出了一种超轻气凝胶，取名为“碳海绵”。它有多轻呢？在真空中，1立方厘米的碳海绵只重0.16毫克，而相同体积普通空气的重量是它的7倍左右，比同体积的氦气还要轻。100立方厘米大小的碳海绵“踩”在狗尾巴草上，纤细的绒毛几乎没有被压弯柔弱的几根花蕊就能支撑起碳海绵碳海绵如此的轻，它是怎么做出来的？在电子显微镜下，可以看到碳海绵里面有大量的碳纳米管和石墨烯，正是这两种物质共同支撑起了那无数个小孔隙。就像大型的体育场馆一样，先用钢筋做支架，再用高强度的薄膜做墙壁。而碳海绵，就是利用碳纳米管做支架

4、，石墨烯做墙壁。以前，科学家虽然能制备气凝胶，但由于工艺的缘故，难以批量生产。而现在，我国发明的新工艺，可以批量生产碳海绵。图为实验室里面有很多这样的碳海绵。纤维气凝胶追求最轻的材料，科学家们没有止步。2015年，我国东华大学的俞建勇院士、丁彬教授带领的纳米纤维研究团队在超轻纤维材料研究上获新成果，他们利用普通纤维膜材料开发出了一种超轻、超弹的纤维气凝胶，经中国计量认证结果显示，这种纤维气凝胶的固态材料密度仅为0.12毫克每立方厘米。这比我国之前研制的碳海绵还要轻0.04毫克每立方厘米。最轻材料可以用来做什么一、清理石油污染气凝胶所采用的材料不同，用途也会不同。像浙江大学研制的那种名叫碳海绵的

5、气凝胶，不仅制备方法上取得了突破，碳海绵还表现出了优越的性能。碳海绵的弹性很好，被压缩80%后还可以恢复原状。它对油具有超快、超高的吸附力，是目前吸油能力最强的材料。现在的吸油产品，一般只能吸收自身重量10倍左右的油，而碳海绵的吸油量是它自身重量的250倍，最高可达900倍，神奇的是，碳海绵只吸油不吸水。另外，它吸油的速度非常快：每克碳海绵每秒可以吸收68.8克油。说到这里，很多人已经想到了碳海绵的用武之地，那就是清理海上的石油污染。海面被石油污染的时候，把碳海绵撒在海面上，它们就会源源不断地把周围的漏油迅速地吸进自己的身体。二、吸附星际尘埃处理石油污染只是碳海绵的一个用处，早在1999年，美

6、国航空航天局就利用气凝胶的特性，用它来吸附星际尘埃。图为美国“星尘号”探测器，主要目的是探测维尔特二号彗星。1999年2月7日由NASA发射升空。返回舱于2006年1月15日在美国犹他州着陆。在“星尘号”上，安装有一个气凝胶样品采集器，主要用来吸附彗星尘埃和星际尘埃。图为带有气凝胶样品采集器。当“星尘号”探测器穿过彗星尘埃时，彗星尘埃的速度很快，约为6.1千米每秒，这差不多是步枪子弹初速的9倍。如果用常规方法收集这些尘埃粒子，由于过快的冲击速度，彗星尘埃的的外形和化学结构会发生变化，有的甚至会完全被汽化。为了在收集时不破坏它们，气凝胶样品采集器使用了硅基固体材料，内部有海绵那样的多孔结构，99.8的空间被真空填充，当尘埃颗粒撞上气凝胶后，其减速并最终停止的过程就像飞机在跑道上滑行制动减速一样。图为气凝胶样品采集器所黏着上的尘埃。三、隔热和隔音气凝胶固有的特性使它们还能成为绝好的隔热（保温）和隔音材料。图中的气凝胶用二氧化硅做成，在下方火焰的烧烤下，上方的的花朵无损，气凝胶表现出了强大的隔热性能。图中的黑色材料也是气凝胶，一个人把其顶在头上，上方用